DE10129675A1 - Device for the electrical heating of a vertical space - Google Patents

Device for the electrical heating of a vertical space

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DE10129675A1
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H Guenter Holdenried
Leslaw Mleczko
Matthias Pfaffelhuber
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    • F24H3/081—Air heaters with forced circulation the air being kept separate from the heating medium, e.g. using forced circulation of air over radiators by tubes using electric energy supply

Abstract

The invention relates to a device for electrically heating a vertically erect chamber, for example, a reactor, to high temperatures (>/=1000 DEG C) and/or with high power (30 to 1000 kW per zone), comprising several heating zones arranged vertically one above the other. The components of the device, with the exception of the insulating components, are made from graphite materials. The aim of the invention is to embody and develop the device such that the largest possible degree of stability and functional capability for the whole device is achieved with low constructional complexity. The device should, in particular be capable of heating very tall chambers. The above is achieved, whereby each zone (Z) comprises a number of supports (I), arranged in an essentially even distribution around the chamber (R) for heating, which simultaneously serve as electrical supplies for the heater and the heater for each zone (Z) is arranged such as to be fixed at one end thereof and longitudinally displaceable at the other end thereof.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur elektrischen Beheizung eines sich vertikal erstreckenden Raumes, z. B. eines Reaktors, auf hohe Temperaturen (≥ 1000°C) und/oder mit großen Leistungen (30 bis 1000 kW je Zone), bestehend aus mehreren senkrecht übereinander angeordneten Heizzonen, wobei die Bestandteile der Vorrichtung mit Ausnahme von Isolationsteilen aus Graphitwerkstoffen bestehen. The invention relates to a device for electrically heating itself vertically extending space, e.g. B. a reactor, to high temperatures (≥ 1000 ° C) and / or with large outputs (30 to 1000 kW per zone), consisting of several heating zones arranged vertically one above the other, the components of the Device with the exception of insulation parts made of graphite materials.

Hochtemperaturheizungen aus Graphitwerkstoffen müssen in einem gasdichten, luftfreien Heizraum betrieben werden. Die Stromzuführungen müssen dabei durch die Wand einer dichten und vergleichsweise kalten Hülle geführt werden. High-temperature heaters made of graphite materials must be in a gas-tight, air-free boiler room can be operated. The power supplies must go through the Wall of a dense and comparatively cold envelope.

Zweizonige, übereinander angeordnete Graphitheizungen für senkrecht stehende (Reaktions-)Räume können, durch Isolationsteile voneinander getrennt, direkt übereinander angeordnet werden. Dabei müssen die Stromzuführungen einer Heizzone die Längenunterschiede der Heizung im Vergleich zur Hülle, bedingt durch die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungen, ausgleichen können. Two-zone, stacked graphite heaters for vertical (Reaction) rooms, separated from each other by insulation parts, can directly can be arranged one above the other. The power supplies must be one Heating zone the length differences of the heating compared to the shell, due to the different thermal expansions can compensate.

Ab der dritten Heizzone müssen die Stromzuführungen der mittleren Heizzonen aber radial aus der Heizzone geführt werden. Diese können nun radial und flexibel (mittels gekühlter metallischer Werkstoffe) durch die Seitenwand der Hülle oder mit groß dimensionierten Graphit-Stromzuführungen außerhalb der Heizung senkrecht nach oben oder unten geführt werden, wo wiederum flexible, metallische Anschlüsse nötig sind. Insbesondere bei sehr großen Heizungen (z. B. bis zu 10 m Höhe) führt der seitliche Anschluss zu großen Problemen bei der Montage. From the third heating zone, however, the power supply lines to the middle heating zones must be be guided radially out of the heating zone. These can now be radial and flexible (by means of cooled metallic materials) through the side wall of the casing or with large-sized graphite power supply outside of the heater vertically up or down, where in turn flexible, metallic connections are necessary. Especially with very large heaters (e.g. up to 10 m high), the side connection to major problems during assembly.

Bei groß bauenden Heizungen großer Leistung, die oft bei sehr niedriger Spannung betrieben werden (mit der Folge von noch größer - und schwerer - dimensionierten Teilen) sind die Stromzuführungen der übereinander stehenden Heizzonen sehr schwer und die Gesamtkonstruktionen werden mit der Bauhöhe zunehmend mechanisch instabil. Insbesondere filigrane und hohe CFC-Heizelemente können die Gewichte der jeweils darüber liegenden Heizzonen mit ihren Stromdurchführungen nicht mehr tragen. Somit werden für die einzelnen Heizzonen Hilfsrahmen mit eigenen, außerhalb der Heizung stehenden Stützen notwendig. With large-sized heaters of high performance, often at very low voltage operated (with the consequence of even larger - and heavier - dimensioned Parts) are the power supplies of the heating zones on top of each other heavy and the overall constructions increase with the height mechanically unstable. In particular, filigree and high CFC heating elements can Weights of the respective heating zones above with their current feedthroughs no longer wear. Thus, subframes for the individual heating zones are included own supports outside the heating are necessary.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Vorrichtung zur elektrischen Beheizung eines sich vertikal erstreckenden Raumes derart auszugestalten und weiterzubilden, dass bei geringem Konstruktionsaufwand ein größtmögliches Maß an Stabilität und Funktionstüchtigkeit der gesamten Vorrichtung erreicht wird. The invention is therefore based on the object, the device mentioned for the electrical heating of a vertically extending room to design and further develop that with little design effort greatest possible degree of stability and functionality of the entire device is achieved.

Diese Aufgabe ist bei einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gelöst, dass jede Zone von einer Mehrzahl (2 bzw. bei Dreiphasen-Heizung 3 mal Anzahl der Zonen) von im wesentlichen gleichmäßig um den zu beheizenden Raum R und die Heizer, bestehend aus Heizelementen 6 und Heizelementverbindern 7, verteilt angeordneten Stützen 1 umgeben ist, wobei jeweils 2 bzw. 3 dieser Stützen gleichzeitig als Stromzuführungen für die Heizer jeder Zone Z dienen und dass die Heizer jeder Zone Z an ihrem einen Ende fest und an ihrem anderen Ende längenverschieblich angeordnet sind. This object is achieved in a device according to the preamble of claim 1 in that each zone consists of a plurality ( 2 or 3 times the number of zones in the case of three-phase heating) of essentially uniformly around the space R to be heated and the heaters from heating elements 6 and heating element connectors 7 , distributed supports 1 is surrounded, 2 and 3 of these supports serving simultaneously as power supplies for the heaters of each zone Z and that the heaters of each zone Z are fixed at one end and displaceable in length at their other end are arranged.

Der erfindungsgemäße Aufbau einer solchen großen, hohen (bis zu etwa 10 Metern), mehrzonigen (Z ≥ 2) Heizung sehr hoher Leistung aus Graphitwerkstoffen hat die folgenden Vorteile:

  • - die Nutzung der Stützen des Hilfsrahmens als Stromzuführungen,
  • - die Möglichkeit eines stehenden Heizungsaufbaus ohne längenveränderliche Stromzuführungen,
  • - die Ausdehnung der Heizelemente der einzelnen Heizzonen ohne die anderen Zonen zu beeinflussen,
  • - die Möglichkeit der Vormontage der einzelnen Heizzonen und das Übereinanderstellen derselben bei der Endmontage.
The construction according to the invention of such a large, high (up to about 10 meters), multi-zone (Z ≥ 2) heating of very high output made of graphite materials has the following advantages:
  • - the use of the supports of the subframe as power supplies,
  • - the possibility of a standing heating installation without length-adjustable power supplies,
  • - the expansion of the heating elements of the individual heating zones without influencing the other zones,
  • - The possibility of pre-assembling the individual heating zones and stacking them during final assembly.

Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass die Längenverschieblichkeit der Heizer mittels auf der den Stromzuführungen (Verbindungsstücke 8 oder 9) der Heizer gegenüberliegenden Ebenen angeordneten Führungsstiften 11 erfolgt. Auf diese Weise ist gewährleistet, dass sich die Heizelemente 6 innerhalb der jeweiligen Zone unabhängig von dem sie umgebenden Stützrahmen ausdehnen können. A further teaching of the invention provides that the length displaceability of the heaters takes place by means of guide pins 11 arranged on the levels opposite the power supply lines (connecting pieces 8 or 9 ) of the heaters. This ensures that the heating elements 6 can expand within the respective zone independently of the support frame surrounding them.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind die Grundplatten 4 jeder Zone mit den Verbindungselementen 2 elektrisch leitend bzw. mit den Verbindungselementen 3 elektrisch isolierend mit den Stützen 1 verbunden und ist jede Grundplatte 4 in zwei bzw. drei (bei Dreiphasen-Heizung), elektrisch voneinander getrennte Bereiche aufgeteilt. According to a further embodiment of the invention, the base plates 4 of each zone with the connecting elements 2 are electrically conductive or with the connecting elements 3 electrically insulating with the supports 1 and each base plate 4 in two or three (in three-phase heating), electrically from each other divided into separate areas.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen Heizungskonstruktion setzt voraus, dass sich die Stromanschlüsse der Heizer der einzelnen Heizzonen auf der selben Ebene (oben oder unten) befinden. Dies ist durch mindestens drei Anordnungen der Heizelemente 6 zu erreichen: Mit einer Ein-Phasen-Heizung (2 Stromanschlüsse) aus 2n (n ≥ 1) in Reihe geschalteten Gruppen aus i (i ≥ 1 (bei i = 1 : alle in Reihe)) parallel geschalteter Heizelemente oder als Mäander aus einem Stück oder als eine Drei-Phasen-Heizung (3 Stromanschlüsse) in Sternschaltung (Stromanschlüsse liegen auf der einen und die Verbindungen der 3 Heizelementgruppen (auch Gruppen aus i parallel geschalteter Heizelemente) liegen auf der zweiten Ebene (beispielsweise Stromanschlüsse unten und Verbindungselemente oben) bzw. Dreieckschaltung, wenn die drei Heizwiderstände jeweils aus 2n (n ≥ 1) in Reihe geschalteter Gruppen aus i (i ≥ 1 (bei i = 1 : alle in Reihe)) parallel geschalteter Heizelemente bestehen. The construction of the heating construction according to the invention presupposes that the power connections of the heaters of the individual heating zones are on the same level (above or below). This can be achieved by at least three arrangements of the heating elements 6 : With a single-phase heating (2 power connections) from 2n (n ≥ 1) series-connected groups from i (i ≥ 1 (with i = 1: all in series) ) heating elements connected in parallel or as a meander from one piece or as a three-phase heating (3 power connections) in star connection (power connections are on one and the connections of the 3 heating element groups (also groups of i heating elements connected in parallel) are on the second level (e.g. power connections at the bottom and connecting elements at the top) or delta connection if the three heating resistors each consist of 2n (n ≥ 1) series-connected groups of i (i ≥ 1 (if i = 1: all in series)) of parallel-connected heating elements.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit einer darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen The invention is described below using an exemplary embodiment with a illustrative drawing explained in more detail. Show in the drawing

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung, schematisch im Vertikalschnitt und Fig. 1 shows a device according to the invention, schematically in vertical section and

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung, schematisch in der Draufsicht (die untere Ebene einer Heizzone). Fig. 2 shows a device according to the invention, schematically in plan view (the lower level of a heating zone).

Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Vorrichtung zur elektrischen Beheizung eines sich vertikal erstreckenden Raumes mit einer S-zonigen Ein-Phasen- Heizung aus stehenden Heizern mit vier in Reihe geschalteten Heizelementgruppen (n = 2) aus jeweils vier parallel geschalteten Heizelementen (i = 4) im grundsätzlichen Aufbau schematisch dargestellt (in Fig. 1 und 2 sind der Übersichtlichkeit wegen die Verbindungen (eine unten und zwei oben) zwischen den Heizelementgruppen weggelassen). Die Heizelemente 6 der Heizer (Gesamtheit der 2n mal i Heizelemente 6, der dazugehörigen 2n mal 2 Heizelementverbinder 7 und der 2n-1 Verbindungen der Heizelementgruppen) sind in der Beispielzeichnung als CFC-Streifen ausgebildet, es können jedoch z. B. auch Heizstäbe- bzw. Rohre eingesetzt werden. Großflächige CFC-Heizelemente bieten sich z. B. da an, wo die Leistungsdichte bzw. die Temperatur an den Heizelementen begrenzt werden muss. In the illustrated embodiment, a device for electrical heating of a vertically extending room with an S-zone single-phase heating consisting of standing heaters with four heating element groups connected in series (n = 2), each consisting of four heating elements connected in parallel (i = 4) basic structure shown schematically (in Fig. 1 and 2, the connections (one below and two above) between the heating element groups are omitted for clarity). The heating elements 6 of the heater (all of the 2n times i heating elements 6 , the associated 2n times 2 heating element connectors 7 and the 2n-1 connections of the heating element groups) are designed as CFC strips in the example drawing. B. also heating rods or pipes can be used. Large-area CFC heating elements are available e.g. B. where the power density or the temperature at the heating elements must be limited.

Da die 10 Stromzuführungen der 5 Heizzonen gleichzeitig auch als Stützen genutzt werden, werden diese unabhängig von der tatsächlichen Einbauhöhe der einzelnen Heizzone jeweils bis zum oberen Ende der S. Heizzone hochgeführt. Diese Stützen 1 bestehen jeweils aus Abschnitten, die untereinander mit den Verbindungselementen 2 oder 3 mechanisch und elektrisch verbunden werden. Die Höhe jeweils einer Stütze 1 und eines Verbindungselementes 2 oder 3 bestimmen die Höhe einer Heizzone Z. Since the 10 power leads of the 5 heating zones are also used as supports, they are brought up to the upper end of the S. heating zone regardless of the actual installation height of the individual heating zone. These supports 1 each consist of sections which are mechanically and electrically connected to one another with the connecting elements 2 or 3 . The height of a support 1 and a connecting element 2 or 3 determine the height of a heating zone Z.

An den jeweils 10 Verbindungselementen 2 und 3 einer Ebene ist jeweils eine ringförmige Grundplatte 4 befestigt. Auf diesen Grundplatten 4 stehen jeweils die Heizer jeder Heizzone, d. h. die Heizelemente 6 mit ihren Heizelementverbindern 7. Diese ringförmigen Grundplatten 4 sind jeweils durch elektrisch isolierende Isolationsstücke 12 in zwei elektrisch gegeneinander isolierte Halbringe 4A und 4B geteilt. Diese Teilung erfolgt derart, dass diese Halbringe jeweils mit einem Verbindungselement 2 leitend und mit vier Verbindungselementen 3 isoliert (durch den Isolationsring 5) verbunden sind. An annular base plate 4 is attached to each of the 10 connecting elements 2 and 3 on one level. The heaters of each heating zone stand on these base plates 4 , ie the heating elements 6 with their heating element connectors 7 . These ring-shaped base plates 4 are each divided into two electrically insulated half rings 4 A and 4 B by electrically insulating insulation pieces 12 . This division takes place in such a way that these half rings are each conductively connected to a connecting element 2 and insulated with four connecting elements 3 (by the insulating ring 5 ).

Die Heizer stehen mit ihren unteren vier Heizelementverbindern 7 über leitende und isolierende Verbindungsstücke 9 und 8 auf den Grundplatten-Halbringen 4A und 4B. Dabei sind die Grundplatten-Halbringe 4A mit den ersten und die Grundplatten- Halbringe 4B mit den letzten Heizelementverbindern 7 leitend (mit leitenden Verbindungsstücken 9) und mit den beiden mittleren Heizelementverbindern 7 isolierend (mit isolierenden Verbindungsstücken 8) verbunden. Die Heizelementverbinder 7 sind ihrerseits mit weiteren Verbindungselementen (nicht gezeichnet) so verbunden, dass sich eine Reihenschaltung der mit den Heizelementverbindern 7 gebildeten Heizelementgruppen (mit i = 4 Heizelementen) ergibt. The heaters stand with their lower four heating element connectors 7 via conductive and insulating connecting pieces 9 and 8 on the base plate half rings 4 A and 4 B. The base plate half rings 4 A with the first and the base plate half rings 4 B with the last heating element connectors 7 conductive (with conductive connectors 9 ) and with the two middle heating element connectors 7 isolating (with insulating connectors 8 ). The heating element connectors 7 are in turn connected to further connecting elements (not shown) in such a way that the heating element groups formed with the heating element connectors 7 (with i = 4 heating elements) are connected in series.

An ihrem oberen Ende werden die Heizer mit ihren vier Heizelementverbindern 7 in isolierenden Führungsstiften 11, die an oder in der Grundplatte 4 der jeweils darüber liegenden Heizzone Z befestigt sind, geführt. At their upper end, the heaters with their four heating element connectors 7 are guided in insulating guide pins 11 , which are fastened on or in the base plate 4 of the heating zone Z lying above them.

Die Länge der Stützen 1 sind so bemessen, dass sich ein ausreichender Dehnspalt 10 ergibt. Damit wird der unterschiedlichen thermischen Ausdehnung der Stützen 1 und der Heizer Rechnung getragen, ohne dass die anderen Heizzonen bzw. die Gesamtkonstruktion davon berührt würden. The length of the supports 1 are dimensioned so that there is a sufficient expansion gap 10 . This takes into account the different thermal expansion of the supports 1 and the heater, without the other heating zones or the overall construction being touched thereby.

Die fünf identisch aufgebauten Heizzonen Z (allerdings können z. B. zur Anpassung der Heizleistung die Heizelemente 6 der Heizer durchaus variiert werden) werden nun, mit ihren Grundplatten 4 jeweils um 72° (360°/5) gedreht, übereinander gesetzt, wodurch jede Heizzone Z mit zwei anderen Stützen 1 stromführend verbunden wird. Zum Abschluss der obersten Heizzone müssen noch ein weiterer Satz (im dargestellten Ausführungsbeispiel 10 Stück) isolierende Verbindungselemente 3 und eine Grundplatte 4 aufgesetzt werden. The five identically constructed heating zones Z (however, the heating elements 6 of the heaters can be varied, for example, to adjust the heating output) are now, with their base plates 4 rotated by 72 ° (360 ° / 5), one above the other, so that each Heating zone Z is connected to two other supports 1 in a current-carrying manner. At the end of the uppermost heating zone, a further set (10 pieces in the exemplary embodiment shown) of insulating connecting elements 3 and a base plate 4 must be attached.

Die gesamte Heizung steht mit ihrer untersten Heizzone auf den kürzeren Stützen 13 (analog Stützen 1), durch die Isolationsteile 14 elektrisch und thermisch entkoppelt, auf der Basisplatte 15 der Gesamtkonstruktion. Zum Stromanschluss können nun die Stützen 13 direkt durch die Basisplatte 15 geführt oder aber mit separaten Stromanschlüssen starr verbunden werden (beides nicht gezeichnet). The entire heating system, with its lowest heating zone, stands on the shorter supports 13 (analogous to supports 1 ), electrically and thermally decoupled by the insulation parts 14 , on the base plate 15 of the overall construction. For the power connection, the supports 13 can now be guided directly through the base plate 15 or rigidly connected with separate power connections (neither shown).

Im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die Heizelemente 6 stehend angeordnet. Es ist jedoch auch eine hängenden Anordnung möglich, wobei die Stromanschlüsse mit den Verbindungsstücken 8 und 9 oben und der Dehnspalt 10 unten angeordnet wären. In the illustrated and preferred embodiment, the heating elements 6 are arranged upright. However, a hanging arrangement is also possible, the power connections with the connecting pieces 8 and 9 being arranged at the top and the expansion gap 10 at the bottom.

Bei anderen Bauformen der Heizelemente 6, beispielsweise als einteiliges CFC- Mäander, können die Heizelementverbinder 7 und die Verbindungsstücke 8 und 9 - ganz oder teilweise - zu einem Teil zusammengefasst, ausgeführt sein. In the case of other designs of the heating elements 6 , for example as a one-piece CFC meander, the heating element connectors 7 and the connecting pieces 8 and 9 can be embodied as a part, in whole or in part.

Zum Bau einer oben beschriebenen Heizung können die verschiedensten Graphitwerkstoffe eingesetzt werden. Wegen der benötigten hohen Festigkeit wird man jedoch zweckmäßig die Grundplatten 4 aus CFC-Werkstoffen und die Verbindungselemente 2 und 3 aus isostatisch gepressten Feinstkorngraphiten höchster Festigkeit fertigen. A wide variety of graphite materials can be used to build a heater as described above. Because of the high strength required, however, the base plates 4 are expediently manufactured from CFC materials and the connecting elements 2 and 3 from isostatically pressed fine-grain graphites of the highest strength.

Je nach Anwendungszweck- und Temperatur sind die isolierenden Konstruktionsteile beispielsweise aus Al2O3, BN oder AlN hergestellt. Depending on the application and temperature, the insulating construction parts are made of Al 2 O 3 , BN or AlN, for example.

Nach einer weiteren Lehre der Erfindung wird die Passung zwischen den Verbindungselementen 2 bzw. 3 und den Stützen d konisch ausgeführt. Diese konische Verbindung führt nicht nur zu einer sehr guten elektrischen Verbindung und einer einfachen Konstruktion, sondern ist im allgemeinen Vorbedingung für das praktikable Aufeinandersetzen der - zweckmäßigerweise vormontierten - einzelnen Heizzonen Z. Um die in einer konischen Passung entstehenden radialen Kräfte so zu begrenzen, dass die Verbindungselemente 2 und 3 nicht zerreißen (die Festigkeiten der besten Graphitsorten sind sehr klein im Vergleich zu metallischen Werkstoffen) werden erfindungsgemäß zur Begrenzung der axialen Kräfte komprimierbare Packungen 16 (entsprechend den zu erwartenden Kräften dimensioniert) aus expandiertem Graphit, z. B. "Sigraflex®" der Firma SGL Carbon, zwischen den Verbindungselementen 2 und den Stützen 1 und 13 angebracht. Der Winkel der notwendigerweise sehr präzise zu bearbeiteten Konuspassung sollte so bemessen werden, dass keine Selbsthemmung mehr auftritt. According to a further teaching of the invention, the fit between the connecting elements 2 and 3 and the supports d is made conical. This conical connection not only leads to a very good electrical connection and a simple construction, but is generally a prerequisite for the practical placement of the - expediently preassembled - individual heating zones Z. To limit the radial forces arising in a conical fit so that the Fastening elements 2 and 3 do not tear (the strengths of the best graphite types are very small compared to metallic materials). According to the invention, compressible packings 16 (dimensioned according to the forces to be expected) made of expanded graphite, e.g. B. "Sigraflex®" from SGL Carbon, between the connecting elements 2 and the supports 1 and 13 attached. The angle of the cone fit, which is necessarily very precise, should be dimensioned so that self-locking no longer occurs.

Die Vormontage der einzelnen Heizzonen sollte aus Praktikabilitätsgründen auf einer Montageplattform, bestehend aus den entsprechend angeordneten Oberteilen der 2n Stützen 13 erfolgen, auf die die Verbindungselemente 2 und 3 mit ihren Isolationsringen 5, die Grundplatte 4 mit den Führungsstiften 11 und den Isolationsstücken 12 und anschließend die Stützen 1 aufgesetzt werden. Die Heizelemente 6 mit ihren Heizelementverbindern 7 können dann auf der Grundplatte 4 und den Verbindungsstücken 8 und 9 zusammengebaut werden. Weitere Bauteile wie beispielsweise Thermoelementhalterungen und Strahlschirme (nicht dargestellt) können auch aufgebaut werden. Für den Zusammenbau der Heizer können auf die Stützen 1 entsprechende Lehren aufgesteckt werden. Die vormontierten Heizzonen Z können nun mit einem teilbaren Hilfsrahmen mit Traverse, der unter den Verbindungselementen 2 und 3 angreift, um 72° verdreht auf die darunter liegende Heizzone aufgesetzt werden, wobei die Führungsstifte 11 in die entsprechenden Löcher in den Heizelementverbindern 7 der darunter liegenden Heizzone eingeführt werden. The preassembly of the individual heating zones should be carried out on a mounting platform consisting of the correspondingly arranged upper parts of the 2n supports 13 on which the connecting elements 2 and 3 with their insulation rings 5 , the base plate 4 with the guide pins 11 and the insulation pieces 12, and then the Supports 1 are placed. The heating elements 6 with their heating element connectors 7 can then be assembled on the base plate 4 and the connecting pieces 8 and 9 . Other components such as thermocouple brackets and jet screens (not shown) can also be built. For the assembly of the heater corresponding gauges can be attached to the supports 1 . The pre-assembled heating zones Z can now be placed on the underlying heating zone with a divisible subframe with crossbeam, which engages under the connecting elements 2 and 3 , rotated by 72 °, the guide pins 11 in the corresponding holes in the heating element connectors 7 of the underlying heating zone be introduced.

Claims (13)

1. Vorrichtung zur elektrischen Beheizung eines sich vertikal erstreckenden Raumes, z. B. eines Reaktors, auf eine hohe Temperatur und/oder mit einer hohen Leistung, bestehend aus einer Mehrzahl von übereinander angeordneten und mit jeweils einer Stromzuführung versehenen Heizzonen, dadurch gekennzeichnet, dass jede Zone (Z) eine Mehrzahl von im Wesentlichen gleichmäßig um den zu beheizenden Raum (R) verteilt angeordneten Stützen (1) aufweist, welche gleichzeitig als Stromzuführungen für die Heizer, bestehend aus Heizelementen (6) und Heizelementverbindern (7) dienen und dass die Heizer jeder Zone (2) an ihrem einen Ende fest und an ihrem anderen Ende längenverschieblich angeordnet sind. 1. Device for the electrical heating of a vertically extending space, for. B. a reactor, to a high temperature and / or with a high output, consisting of a plurality of heating zones arranged one above the other and each provided with a power supply, characterized in that each zone (Z) has a plurality of substantially uniformly around the heating space (R) has arranged supports ( 1 ), which simultaneously serve as power supplies for the heater, consisting of heating elements ( 6 ) and heating element connectors ( 7 ) and that the heaters of each zone ( 2 ) are fixed at one end and at their other end are arranged displaceable in length. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Längenverschieblichkeit der Heizer mittels auf der den Stromzuführungen gegenüberliegenden Seite angeordneten Führungsstiften (11) erfolgt. 2. Device according to claim 1, characterized in that the longitudinal displaceability of the heaters takes place by means of guide pins ( 11 ) arranged on the side opposite the power supply lines. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizer jeder Zone (Z) auf einer Grundplatte (4) angeordnet sind und dass jede Grundplatte (4) in zwei oder drei, elektrisch voneinander getrennte Bereiche aufgeteilt ist. 3. Device according to claim 1, characterized in that the heaters of each zone (Z) are arranged on a base plate ( 4 ) and that each base plate ( 4 ) is divided into two or three, electrically separate areas. 4. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatten (4) mittels Verbindungselementen (2, 3) mit allen Stützen (1) in einer Ebene verbunden sind. 4. The device according to claim 4, characterized in that the base plates ( 4 ) by means of connecting elements ( 2 , 3 ) with all supports ( 1 ) are connected in one plane. 5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (2, 3) jeweils zwei übereinander angeordnete Stützen (1) miteinander verbinden. 5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the connecting elements ( 2 , 3 ) each connect two supports ( 1 ) arranged one above the other. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, die Verbindungselemente (2, 3) und die Enden der Stützen (1) eine konische Passung aufweisen. 6. The device according to claim 4 or 5, characterized in that the connecting elements ( 2 , 3 ) and the ends of the supports ( 1 ) have a conical fit. 7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel der konischen Passung so bemessen ist, dass keine Selbsthemmung auftritt. 7. The device according to claim 6, characterized in that the angle of the conical fit is dimensioned so that no self-locking occurs. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Kraftbegrenzung zwischen den Verbindungselementen (2, 3) und den Stützen (1) komprimierbare Packungen (16) aus expandiertem Graphit vorgesehen sind. 8. Device according to one of claims 4 to 7, characterized in that compressible packings ( 16 ) made of expanded graphite are provided to limit the force between the connecting elements ( 2 , 3 ) and the supports ( 1 ). 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützen (1) aus Graphitwerkstoff hergestellt sind. 9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the supports ( 1 ) are made of graphite material. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundplatten (4) aus CFC-Werkstoffen hergestellt sind. 10. Device according to one of claims 3 to 9, characterized in that the base plates ( 4 ) are made of CFC materials. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungselemente (2, 3) aus isostatisch gepressten Feinstkorngraphiten höchster Festigkeit hergestellt sind. 11. The device according to one of claims 4 to 10, characterized in that the connecting elements ( 2 , 3 ) are made of isostatically pressed fine grain graphites of the highest strength. 12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass isolierende Konstruktionsteile aus Al2O3, BN oder AlN hergestellt sind. 12. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that insulating structural parts are made of Al 2 O 3 , BN or AlN. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils eine Zone (Z) aus einer vormontierten Einheit von Grundplatte (4) mit Isolationsstücken (12), Verbindungselementen (2, 3) mit Isolationsringen (5), Heizeelementen (6) mit Heizelementverbindern (7), Verbindungsstücken (8, 9), Führungsstiften (11) und Stützen (1) gebildet ist. 13. Device according to one of claims 1 to 12, characterized in that in each case a zone (Z) from a pre-assembled unit of base plate ( 4 ) with insulation pieces ( 12 ), connecting elements ( 2 , 3 ) with insulation rings ( 5 ), heating elements ( 6 ) with heating element connectors ( 7 ), connecting pieces ( 8 , 9 ), guide pins ( 11 ) and supports ( 1 ) is formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2004976A (en) * 1931-08-07 1935-06-18 Nat Electric Heating Company I Electric fluid heater
DE1565398A1 (en) * 1965-09-03 1970-04-16 Atomic Energy Of Australia Heating rod for electric resistance furnaces and heating device formed using such rods
US4095974A (en) * 1975-09-24 1978-06-20 Thagard Technology Company High temperature chemical reaction processes utilizing fluid-wall reactors
US4126757A (en) * 1978-01-25 1978-11-21 Autoclave Engineers, Inc. Multizone graphite heating element furnace
US4249032A (en) * 1979-04-06 1981-02-03 Autoclave Engineers, Inc. Multizone graphite heating element furnace
JPS5865795U (en) * 1981-10-28 1983-05-04 株式会社神戸製鋼所 Heating device in hot isostatic pressure treatment equipment
DE3242959C2 (en) * 1981-11-20 1986-02-20 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho, Kobe Isostatic hot press device
JPS5925195U (en) * 1982-08-07 1984-02-16 株式会社神戸製鋼所 Heating device in hot isostatic pressure treatment equipment
FR2541436A1 (en) * 1983-02-21 1984-08-24 Spie Batignolles DIRECT JET ELECTRICAL HEATING DEVICE FOR HEATING A GASEOUS MIXTURE
JPH09227286A (en) * 1996-02-24 1997-09-02 Komatsu Electron Metals Co Ltd Apparatus for single crystal
JPH09263491A (en) * 1996-03-27 1997-10-07 Shin Etsu Handotai Co Ltd Device for producing silicon single crystal

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